KR200183482Y1 - 산업차량용 변속기의 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 변속기에 있어서, 유성기어의 회전을 제어하는 브레이크부와 클러치부를 냉각시키기 위한 산업차량용 변속기의 냉각장치에 관한 것이다.

본 고안은 입력축과, 상기 입력축의 하부에 나란하게 배치되는 출력축과, 상기 입력축의 회전속도를 변속시키는 선기어 및 링기어와 유성기어들과, 상기 유성기어와 출력축에 각각 고정되어 변속된 회전력을 출력축에 전달하는 구동기어 및 종동기어와, 상기 유성기어와 링기어의 회전을 제어하는 브레이크부 및 클러치부와, 상기 입력축과 출력축과 브레이크부와 클러치부 및 구동기어와 종동기어를 감싸면서 오일을 저장하는 케이스를 포함하여 구성되는 산업차량용 변속기에 있어서, 상기 케이스(10)에 저장된 오일을 펌핑하여 상기 브레이크부(40)와 클러치부(50)에 공급할 수 있도록 상기 케이스(10)에는, 상기 종동기어(32)의 회전에 의해 소정의 압력을 갖는 오일이 토출될 수 있는 오일토출구멍(17)과, 상기 오일토출구멍(17)으로부터 토출되는 오일을 연결관을 통하여 상기 브레이크부(40)와 클러치부(50)로 공급할 수 있는 오일공급구멍(18)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

산업차량용 변속기의 냉각장치{Apparatus for cooling transmission in industrial vehicle}

본 고안은 산업차량용 변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유성기어의 회전을 제어하는 브레이크부와 클러치부를 냉각시키기 위한 산업차량용 변속기의 냉각장치에 관한 것이다.

지게차, 굴삭기, 스키드 스티어로더 등과 같은 산업용 차량에는 엔진 또는 구동모터로부터 발생되는 동력을 구동륜 또는 추진축에 전달하기 위한 동력전달장치를 갖추고 있다. 이러한 동력전달장치는 주행상태에 따라 엔진의 회전력과 속도를 적절하게 변환시켜주는 변속기를 포함하여 구성된다.

도 1에는 일반적인 변속기의 구성을 나타내는 도면이 도시되어 있다. 이에 따르면, 변속기는 케이스(10)를 구비하며, 이 케이스(10)는 엔진 또는 구동모터에 의해 회전되는 입력축(20)과, 입력축(20)과 나란하게 배치되는 출력축(30)을 갖는다. 입력축(20)에는 선기어(22)가 형성되어 있으며, 선기어(22)의 둘레에는 유성기어(24)들이 배치된다. 각각의 유성기어(24)들은 선기어(22)의 둘레를 따라 공전하면서 자전할 수 있도록 캐리어(25)에 회전가능하게 고정되며, 캐리어(25)의 둘레에는 구동기어(26)가 형성되어 있다. 이 구동기어(26)는 출력축(30)에 고정되는 종동기어(32)와 치합되도록 구성되어 입력축(20)의 회전력을 출력축(30)에 전달한다.

그리고 유성기어(24)의 둘레에는 상기 유성기어(24)의 공전과 자전을 안내하는 링기어(27)가 배치되며, 이 링기어(27)는 커플러(28)에 의해 입력축(20)에 회전가능하게 지지된다.

한편, 변속기에는 유성기어(24)의 회전을 제어하는 브레이크부(40)와 클러치부(50)가 설치된다. 즉, 브레이크부(40)는 링기어(27)의 회전을 제한하는 것으로, 커플러(28)의 외주면 둘레에 조립되는 다수의 브레이크 디스크(42)를 갖는다. 이 브레이크 디스크(42)는 커플러(28)와 일체로 회전되도록 구성되며, 각각의 브레이크 디스크(42)사이에는 브레이크 마찰판(44)이 배치된다. 이 브레이크 마찰판(44)은 케이스(10)의 내주면에 축방향으로의 이동이 가능하도록 스플라인 조립된다. 한편, 케이스(10)의 내부에는 브레이크 피스톤(45)이 케이스(10)를 따라 이동가능하도록 설치되며, 이 브레이크 피스톤(45)은 케이스(10)의 제 1오일통로(12)로 공급되는 압유에 의해 이동되어 브레이크 마찰판(44)을 가압하도록 구성된다.

이와 같은 구성에 의해 브레이크 피스톤(45)이 이동되어 브레이크 마찰판(44)을 가압하면, 브레이크 디스크(42)와 브레이크 마찰판(44)은 서로 밀착되면서 마찰접촉되어 커플러(28), 즉 링기어(27)의 회전을 제한한다.

한편, 클러치부(50)는 입력축(20)과 링기어(27)가 일체로 회전될 수 있도록 입력축(20)과 링기어(27)를 서로 구속하는 것으로, 입력축(20)의 둘레에 조립되는 다수의 클러치 디스크(52)를 가지며, 각각의 클러치 디스크(52)의 사이에는 클러치 마찰판(54)이 배치된다. 이 클러치 마찰판(54)은 커플러(28)의 내주면에 축방향으로의 이동이 가능하도록 스플라인 조립된다. 한편, 커플러(28)의 내면에는 클러치 피스톤(55)이 설치되며, 이 클러치 피스톤(55)은 케이스(10)의 제 2오일통로(13)와 입력축(20)의 제 1오일통로(20a)를 통해 공급되는 압유에 의해 이동되어 클러치 마찰판(54)을 가압하도록 구성된다.

이와 같은 구성에 의해 클러치 피스톤(55)이 이동하여 클러치 마찰판(54)을 가압하면, 클러치 디스크(52)와 클러치 마찰판(54)은 서로 밀착되면서 마찰접촉되어 입력축(20)과 링기어(27)로 하여금 일체로 회전될 수 있게 한다.

한편, 변속기에는 브레이크부(40)와 클러치부(50)를 냉각할 수 있는 냉각장치가 설치된다. 즉, 상기 브레이크부(40)와 클러치부(50)는 수시로 작동되는 바, 브레이크부(40)의 브레이크 디스크(42)와 브레이크 마찰판(44), 그리고 클러치부(50)의 클러치 디스크(52)와 클러치 마찰판(54)에는 마찰열로 인한 고열이 발생한다. 따라서, 변속기에는 브레이크부(40)와 클러치부(50)를 냉각시킬 수 있는 냉각장치를 반드시 구비해야 한다. 이같은 요구에 의해 변속기의 케이스(10)에는 외부의 냉각된 오일을 펌핑할 수 있는 오일펌프(15)가 설치되며, 입력축(20)과 커플러(28)에는 오일펌프(15)의 오일을 브레이크부(40)와 클러치부(50)에 공급할 수 있는 오일통로(20b,28a)가 각각 형성되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 변속기는 상기한 냉각장치만으로는 충분한 냉각효과를 기대할 수 없는 문제가 있었다.

즉, 상술한 바와 같이 오일펌프(15)에 의해 소정의 압력을 갖는 압유는 입력축(20)의 오일통로(20b)를 통하여 클러치부(50)를 냉각시킨 다음, 다시 커플러(28)의 오일통로(28a)를 통하여 브레이크부(40)로 공급되는 바, 상대적으로 브레이크부(40)의 냉각효과가 떨어지는 문제가 있었던 것이다.

특히, 차량의 주행속도가 제 1속일 때, 다시말해, 브레이크부(40)의 작동에 의해 링기어(27)가 고정된 상태에서, 고속으로 회전하는 입력축(20)에 의해 클러치 디스크(52)와 클러치 마찰판(54)의 마찰부에는 더욱 고열이 발생하며, 이에 의해 오일펌프(15)에서 오일을 공급하더라도 클러치부(50)를 충분히 냉각시킬 수 없는 문제마저 있었던 것이다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은 클러치부 뿐만 아니라 브레이크부도 충분히 냉각시킬 수 있도록 구성하여 냉각효과를 향상시킬 수 있는 변속기의 냉각장치를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 산업차량용 변속기의 구성을 나타내는 단면도,

도 2는 본 고안에 따른 산업차량용 변속기의 냉각장치의 구성을 나타내는 단면도,

도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣

10: 케이스 17: 오일토출구멍

18: 오일공급구멍 20: 입력축

22: 선기어 24: 유성기어

25: 캐리어 26: 구동기어

27: 링기어 30: 출력축

32: 종동기어 40: 브레이크부

50: 클러치부

이 같은 목적들은 입력축과, 상기 입력축의 하부에 나란하게 배치되는 출력축과, 상기 입력축의 회전속도를 변속시키는 선기어 및 링기어와 유성기어들과, 상기 유성기어와 출력축에 각각 고정되어 변속된 회전력을 출력축에 전달하는 구동기어 및 종동기어와, 상기 유성기어와 링기어의 회전을 제어하는 브레이크부 및 클러치부와, 상기 입력축과 출력축과 브레이크부와 클러치부 및 구동기어와 종동기어를 감싸면서 오일을 저장하는 케이스를 포함하여 구성되는 산업차량용 변속기에 있어서, 상기 케이스에 저장된 오일을 펌핑하여 상기 브레이크부와 클러치부에 공급할 수 있도록 상기 케이스에는, 상기 종동기어의 회전에 의해 소정의 압력을 갖는 오일이 토출될 수 있는 오일토출구멍과, 상기 오일토출구멍으로부터 토출되는 오일을 연결관을 통하여 상기 브레이크부와 클러치부로 공급할 수 있는 오일공급구멍이 형성되는 것을 특징으로 하는 산업차량용 변속기의 냉각장치에 의해 달성될 수 있다.

이하, 본 고안에 따른 산업차량용 변속기 냉각장치의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안에 따른 산업차량용 변속기 냉각장치의 구성을 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다. 여기서, 종래의 변속기의 구성요소와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 부여하여 표시하였으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이에, 본 고안의 특징부를 상세하게 살펴보면, 본 고안에 따른 변속기는 주냉각창치와 보조냉각장치를 갖는 것을 알 수 있다. 즉, 주냉각장치는 상술한 바와 같이 케이스(10)의 일측에서 냉각된 오일을 펌핑할 수 있는 오일펌프(15)와, 상기 오일펌프(15)에서 토출된 압유를 브레이크부(40)와 클러치부(50)로 유도하는 오일통로(20b,28a)들로 이루어짐을 알 수 있다.

한편, 보조냉각장치는 도 2에서 보는 바와 같이 케이스(10)의 하부에 저장되어 있는 오일의 일부를 우회시켜 브레이크부(40)에 직접 공급하도록 구성되는 것으로, 외부에서 냉각된 오일을 공급받지 않고 케이스(10) 내부의 오일을 계속 순환시킴으로써 브레이크부(40)와 클러치부(50)를 냉각토록 한 것이다. 이는 출력축(30)의 종동기어(32)로 하여금 케이스(10) 하부의 오일을 펌핑하도록 하고, 펌핑된 오일은 연결관(P)을 통하여 브레이크부(40)로 공급되는 것에 의해 가능하다.

이를 상세히 살펴보면, 케이스(10)의 하부에는 오일토출구멍(17)이 형성되어 있으며, 케이스(10)의 상부에는 오일공급구멍(18)이 형성되어 있다. 이 오일토출구멍(17)과 오일공급구멍(18)은 연결관(P)에 의해 서로 연결되어 있다.

오일토출구멍(17)은 출력축(30)에 고정 조립되는 종동기어(32)의 수직하부에 배치되도록 구성되며, 고속으로 회전하는 종동기어(32)에 의해 케이스(10) 하부의 오일을 연결관(P)으로 배출한다. 즉, 도 3에서 보는 바와 같이 변속기의 케이스(10)는 종동기어(32)의 둘레를 따라 소정간격을 두고 감싸도록 형성되는 바, 상기 종동기어(32)가 회전할 때, 종동기어(32)의 회전력으로 인하여 케이스(10)와 종동기어(32) 사이의 오일은 소정의 압력을 지니게 되며, 소정의 압력을 지닌 오일은 종동기어(32)의 이빨들 사이 사이에 배치되면서 상기 종동기어(32)와 함께 회전된다. 이때, 소정의 압력을 갖게 된 오일의 일부는 케이스(10)의 오일토출구멍(17)을 통하여 빠르게 배출되며, 이에 따라, 케이스(10)하부의 오일은 소정의 압력으로 연결관(P)으로 토출되는 것이다.

한편, 오일공급구멍(18)은 연결관(P)으로부터 압송되는 오일을 받아 브레이크부(40)에 공급하는 것으로, 도 2에서 보는 바와 같이 브레이크부(40)의 수직상부에 배치되도록 구성된다. 그리고 이 오일공급구멍(18)은 다시 복수의 브렌치구멍(18a)으로 분지된다. 브렌치구멍(18a)은 오일공급구멍(18)을 통하여 유입되는 오일을 브레이크 디스크(42)와 브레이크 마찰판(44)의 접촉부위에 골고루 공급할 수 있도록 브레이크 디스크(42)와 브레이크 마찰판(44)의 상부 전반에 걸쳐 등간격으로 형성된다.

다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 산업차량용 변속기 냉각장치의 작동을 상세하게 설명한다. 먼저, 변속기가 작동함에 따라 주냉각장치가 작동한다. 즉, 오일펌프(15)가 작동하면, 이 오일펌프(15)는 외부의 냉각오일을 흡입하여 입력축(20)의 오일통로(20b)로 공급한다. 그리고 입력축(20)의 오일통로(20b)로 유입된 오일은 곧바로 클러치부(50)의 클러치 디스크(52)와 클러치 마찰판(54)사이 사이로 공급되면서 상기 클러치부(50)를 냉각시키게 된다. 이어서, 클러치부(50)를 냉각시킨 오일은 다시 커플러(28)의 오일통로(28a)를 통하여 브레이크부(40)로 유입되며, 브레이크부(40)로 유입된 오일은 브레이크 디스크(42)와 브레이크 마찰판(44)을 냉각시키게 된다.

한편, 변속기가 작동함에 따라 보조냉각장치도 작동된다. 즉, 변속기가 작동하면, 출력축(30)의 종동기어(32)도 동시에 회전하게 되며, 종동기어(32)가 회전함에 따라 케이스(10) 하부의 오일도 오일토출구멍(17)을 통하여 연결관(P)으로 배출된다. 그리고 상기 오일은 연결관(P)을 통하여 오일공급구멍(18)으로 압송되며, 오일공급구멍(18)으로 유입된 오일은 브렌치구멍(18a)을 따라 다시 나뉘어져 브레이크부(40)로 공급되는 것이다. 이와 같은 상태에서 오일은 브레이크 디스크(42)와 브레이크 마찰판(44)을 냉각시키는 것이며, 이어서, 브레이크부(40)를 냉각시킨 오일은 다시 커플러(28)의 오일통로(28a)를 통하여 클러치부(50)로 스며들어 클러치 디스크(52)와 클러치 마찰판(54)을 냉각시키는 것이다. 이때, 보조냉각장치의 오일은 주냉각장치의 오일과 뒤섞여 냉각효율을 더욱 증진시킨다.

한편, 차량의 주행속도가 제 1속일 때, 즉 브레이크부(40)의 작동에 의해 링기어(27)가 고정된 상태에서는 출력축(30)의 회전속도가 더욱 빨라지기 때문에 오일토출구멍(17)을 통하여 배출되는 오일량도 그 만큼 증가하게 된다. 따라서, 오일공급구멍(18)을 통하여 브레이크부(40)로 공급되는 오일량도 상대적으로 증가하게 되어 브레이크부(40)와 클러치부(50)의 냉각효율은 더욱 증진되는 것이다. 특히, 차량속도가 1속일 때, 클러치 디스크(52)와 클러치 마찰판(54)의 마찰부에 고열의 마찰열이 발생하더라도 클러치 디스크(52)와 클러치 마찰판(54) 사이 사이에는 더욱 많은 량의 냉각 오일이 공급되기 때문에 클러치부(50)는 충분히 냉각될 수 있는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 산업차량용 변속기의 냉각장치는 출력축의 종동기어로 하여금 케이스에 저장된 오일을 펌핑하도록 하고, 펌핑된 오일을 브레이크부 및 클러치부로 공급하도록 한 보조냉각장치를 구비함으로써 브레이크부와 클러치부의 냉각효율을 더욱 증진시키는 장점을 갖는다.

특히, 차량이 고속으로 주행하여 브레이크부와 클러치부에 고열이 발생하더라도 차량의 속도에 비례하여 오일공급량이 증가되도록 구성하여 상기 브레이크부와 클러치부를 충분히 냉각시킬 수 있는 장점을 갖는다.

Claims (2)

1. 입력축과, 상기 입력축의 하부에 나란하게 배치되는 출력축과, 상기 입력축의 회전속도를 변속시키는 선기어 및 링기어와 유성기어들과, 상기 유성기어와 출력축에 각각 고정되어 변속된 회전력을 출력축에 전달하는 구동기어 및 종동기어와, 상기 유성기어와 링기어의 회전을 제어하는 브레이크부 및 클러치부와, 상기 입력축과 출력축과 브레이크부와 클러치부 및 구동기어와 종동기어를 감싸면서 오일을 저장하는 케이스를 포함하여 구성되는 산업차량용 변속기에 있어서,

   상기 케이스(10)에 저장된 오일을 펌핑하여 상기 브레이크부(40)와 클러치부(50)에 공급할 수 있도록 상기 케이스(10)에는,

   상기 종동기어(32)의 회전에 의해 소정의 압력을 갖는 오일이 토출될 수 있는 오일토출구멍(17)과,

   상기 오일토출구멍(17)으로부터 토출되는 오일을 연결관을 통하여 상기 브레이크부(40)와 클러치부(50)로 공급할 수 있는 오일공급구멍(18)이 형성되는 것을 특징으로 하는 산업차량용 변속기의 냉각장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 오일토출구멍(17)은 상기 종동기어(32)의 수직하부에 배치되도록 구성되며, 상기 오일공급구멍(18)은 상기 브레이크부(40)에 오일을 골고루 공급할 수 있도록 복수의 브렌치구멍(18a)으로 분지되는 것을 특징으로 하는 산업차량용 변속기의 냉각장치.